1. Dạng bài tập chất khí - Cấu tạo Vật chất & thuyết động học phân tử chất khí
Để giải dạng bài tập này, chúng ta cần tìm hiểu về kiến thức lý thuyết để hiểu về lý thuyết, sau khi đã hiểu được các kiến thức lý thuyết rồi thì chúng ta sẽ dễ dàng giải các dạng bài tập hơn. Cùng theo dõi để biết những lý thuyết cần biết để có thể áp dụng đối với dạng bài tập này nhé.
1.1. Lý thuyết cần nắm được
Thứ nhất, lý thuyết đầu tiên cần nắm được chính là thuyết động học phân tử, nội dung của thuyết này được thể hiện như sau:
- Chất khí chính là chất được cấu tạo từ các phân tử vô cùng nhỏ được so sánh bởi khoảng cách giữa chúng
- Những phân tử chất khí chuyển động không ngừng có sự hỗn loạn, nhiệt độ của chất khí càng cao thì chuyển động càng nhanh.
- Khi chuyển động, các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn và va vào thành của bình gây áp suất lên thành bình đó.
Thứ hai, cách tính khối lượng phân tử, số mol và số Avogadro.
- Công thức tính như sau:
M = A
Trong đó: chính là khối lượng của 1 mol phân tử hoặc là nguyên tử. NA chính là số Avogadro, NA = 6,02.1023 phân tử/mol.
1.2. Bài tập áp dụng
Dưới đây sẽ là các dạng bài tập vận dụng đối với dạng bài toán này giúp chúng ta dễ dàng giải nhanh được các bài tập trong quá trình làm bài tập.
*) Bài tập 1: Cho phân tử nước (H2O) có khối lượng Mol là 18g, bạn hãy tính khối lượng của phân tử nước đó. Cho biết, số Avogadro = 6,02.1023 phân tử/mol.
- Hướng dẫn cách giải:
Bạn hãy áp dụng công thức lý thuyết để giải bài tập này. Cùng với đó, chúng ta cùng phân tích các dữ kiện trong đề bài để có căn cứ làm bài tốt nhất.
Ta có, khối lượng mol của phân tử nước đó là 18g, áp dụng công thức tính tính khối lượng của phân tử và nguyên tử mà ta có cách tính như sau:
M = /NA = 18 / 6,02.1023 3.10-23 (g).
Vậy thì khối lượng của phân tử nước đó là xấp xỉ 3.10-23 (g).
*) Bài tập 2: Cho biết bán kính Trái Đất = 6.400 km, trong đó phân tử Oxy chính là một quả cầu có bán kính là 10-10m. Hãy cho biết, với 16g O, giả sử xếp những phân tử liền kề nhau theo đường xích đạo thì sẽ được bao nhiêu vòng? (Avogadro = 6,02.1023 phân tử/mol).
- Hướng dẫn giải bài tập:
+ Đầu tiên chúng ta cần xác định số phân tử O có trên 1 vòng xích đạo là bao nhiêu. Để tính được thông số này thì chúng ta cần phải áp dụng tính theo công thức như sau:
n = [6.400 (x) 103 (x) 2Pi] chia cho 2.10-10 = 2,01.1017 (phân tử).
Trong đó n chính là số vòng.
+ Tiếp theo: Số phân tử có trong 16g O là:
N = [16 (x) 6,02.1023] / 32 = 3,01.1023
+ Từ các dữ kiện trên đây thì chúng ta sẽ có thể tính được số vòng của phân tử O xếp theo vòng xích đạo:
n = N / n 1497512
Tham khảo: Tìm gia sư lý lớp 10
2. Dạng bài tập chất khí về Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Để giải bài tập dạng Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt thì chúng ta cần phải hiểu về kiến thức lý thuyết và tham khảo một vài ví dụ về dạng bài tập này.
2.1. Lý thuyết cần biết về Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Trong quá trình diễn ra đẳng nhiệt đối với lượng khí cụ thể, lúc này thì áp suất và thể tích của chất khi đó sẽ tỉ lệ nghịch với nhau.
Ta có công thức cụ thể như sau:
pV = const
p1.V1 = p2.V2
- Công thức tính áp suất (kí hiệu là p) của điểm M khi điểm M nằm trong độ sâu của chất lỏng (độ sâu kí hiệu là h). Khi đó ta sẽ có công thức tính áp suất của điểm M như sau:
pM = po + ph
Với cột chất lỏng thì có công thức tính như sau: ph = pgh
2.2. Bài tập ví dụ
*) Bài tập 1: Cho một lượng chất khí hoạt động ở nhiệt độ là 18oC, thể tích của chất khí đó là 1m3, áp suất là 1 atm. Quá trình đẳng nhiệt khí và áp suất của chất khí đó là 3,5 atm. Hãy tính thể tích của chất khí đó.
- Hướng dẫn giải bài tập:
Áp dụng theo công thức: P1.V1 = P2.V2, từ đó chúng ta suy ra được thể tích của chất khí nén như sau:
V2 = P1.V1 / P2 = 1.1 / 3,5 = 0,268 m3.
*) Bài tập 2: Điều chế ra khí Hidro được chứa trong bình với áp suất = 1atm trong t = 20oC. Hãy tính thể tích của khí, cho biết thể tích chất khí được lấy từ bình lớn ra để nạp vào bình nhỏ có thể tích = 20l với áp suất = 25 atm.
- Hướng dẫn cách giải:
Để giải bài toán này thì chúng ta cần áp dụng công thức V1 = P2.V2 / P1.
Từ đó ta có V1 = P2.V2 / P1 = 25.20 / 1 = 500 (l)
*) Bài tập 3: Cho bình oxy có thể tích V = 10l, áp suất = 150 atm, t = 0oC, tại điều kiện không khí chuẩn thì khối lượng riêng của O = 1,43 kg/m3. Hãy tính khối lượng của khí O trong bình.
- Hướng dẫn giải:
Dựa vào công thức tính, ta cần phân tích các yếu tố sau đây:
+ p0 = m/V0, p = m/V (1)
+ P0V0 = PV (2)
Từ (1) và (2), ta có thể suy ra: p = p0.p / p0 = 1,43.150 / 1 = 214,5kg/m3 => m = 214,5.10-2 = 2,145kg.
Xem thêm: Tổng hợp chi tiết lý thuyết và các dạng bài tập sóng ánh sáng
3. Dạng bài tập chất khí - Phương trình trạng thái của khí lí tưởng
Đối với dạng bài tập này, các bạn cần nắm chắc phần kiến thức cơ bản sau:
pV/T = Const hoặc là p1V1 / T = p2V2 / T2
Sau đây sẽ là một số bài tập ví dụ để các bạn tham khảo:
*) Bài tập 1: Cho lượng khí được nén trong xi lanh với pittong có thể dễ dàng chuyển động được, các thông số cơ bản: áp suất = 2 atm, 300K. Khi mà Pittong được nén khi, áp suất của khí đó tăng lên tới 3,5 atm, trong khi đó V giảm chỉ còn 1,2 l.
Hãy xác định nhiệt độ của khí nén.
- Hướng dẫn giải bài tập:
Ta sẽ áp dụng công thức tính như sau:
T2 = p2V2T1 / P1V1 = 420K.
Như vậy, nhiệt độ của khí nén đã được xác định.
*) Bài tập 2: Cho một bình có chứa O được nén ở nhiệt độ là 16oC cùng với đó là áp suất được nén = 100 atm. Hãy tính thể tích của khí trong điều kiện chuẩn. Hãy giải thích tại sao các kết quả mà bạn tìm được lại gần đúng?
- Hướng dẫn cách giải:
Chúng ta có: V0 = 1.889l
Bởi vì theo đề bài thì áp suất là rất lớn, cho nên khí không thể được coi là khí lí tưởng được.
Ngoài các dạng bài tập được nêu ở trên đây thì chúng ta còn có các dạng bài tập chất khí khác đó là: dạng bài tập Định luật Sác-lơ, Phương trình trạng thái của khí lí tưởng, Phương trình Claperon, Mendeleep, Đồ thị trạng thái khí lí tưởng.
Với mỗi dạng bài tập chất khí sẽ có công thức tính khác nhau mà các bạn cần phải tìm hiểu kỹ. Bởi vậy các bạn hãy nắm chắc các kiến thức cơ bản để có thể dễ dàng giải bài tập một cách nhanh chóng khi gặp phải dạng bài tập này.
Tham gia bình luận ngay!